结构毕业设计正文

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本科毕业设计说明书（论文）

1工程概况

本毕业设计课题，要求完成某公司办公楼的建筑和结构设计。

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1．1原始数据

建筑面积不超过4000平方米，全框架结构，不超过五层。其他条件参照规范及使用要求。地质资料：为了大到锻炼的目的，在进行框架设计时按二类场地计算，在基础设计时采用一个实际工程的地质资料来进行基础设计。

1．2技术要求

建筑设计：建筑平面功能分区合理，立面造型明快。

结构设计：方案经济合理，设计分析方法得当，结果确凿，构造合理。建筑和结构设计均应符合有关国家规范要求，施工图绘制规范，表达明白。

1．3工作要求

完成建筑的平面、立面、剖面设计，绘制相应的施工图。完成上部结构的部分设计，绘制部分结构施工图。结构分析要认真细心，结构设计既要有手算，也要有计算机算，施工图既要有手绘，也要有计算机绘，各部分比例与指导教师协商确定。

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2构件的初估

2．1梁截面尺寸的初估

F2第2页共91页

500500300600300600D2504002400F116000CB2504006000A720237202372023720237202372023720232．1．1横向框架梁

AB、CD跨：h=（1/12~1/8）×6000mm=（500~750）mm，取500mm，b取为（1/3

~1/2）h，取250mm，则横向梁的截面为250mm×500mm；

BC跨：取250mm×400mm；

次梁：h=（1/16~1/12）×6000mm，取400mm，b取250mm。2．1．2纵向框架梁

h=（1/12~1/8）×7200mm=（600~900）mm，取600mm，b取为（1/3~1/2）h，取300mm，则横向梁的截面为300mm×600mm。2．1．3结论

根据以上计算结果可以得出梁的截面尺寸为：

横梁：AB、CD跨：250mm×500mmBC跨：250mm×400mm纵梁：300mm×600mm

2．2柱截面尺寸的估算

利用以下公式进行估算：

N??FgEnN??(fcA?fy'As')

式中：

N—柱组合的轴压力设计值；

F—按简支状态计算的柱的负载面积（见上图）；

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本设计取14kN/m2；

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gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值；一般取12～15kN/m2，

β—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数；边柱取1.3，不等跨内柱取1.25n—验算截面以上楼层层数；A—柱截面面积；

?—钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数；取为1.0

fc—混凝土轴心抗压强度设计值；C30混凝土，14.3N/mm2

fy'—纵向钢筋的抗压强度设计值；钢筋HRB335，300N/mm2As'—全部纵向钢筋的截面面积；按配筋率1%取值对于内柱：

30.24×14×5=2646kNN??FgEn=1.25×

1.2N=3175.2kN

1.2N≤?(fcA?fy'As')=1.0(14.3A+300×0.01A)=17.3AA?2.15×105mm2

取边柱尺寸为500mm×500mm；对于内柱：

21.6×14×5=1965.6kNN??FgEn=1.3×1.2N=2358.72kN

1.2N≤?(fcA?fy'As')=1.0(14.3A+300×0.01A)=17.3A取内柱尺寸为500mm×500mm。

综上：计算得出的柱截面尺寸为500mm×500mm。

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3框架侧移刚度的计算

3.1横梁的线刚度计算(如下表)

类别Ec（104）b×hIo（109）（m4）计算长度l（m）线刚度ib第4页共91页

1.5ib2.0ib（kN/m2）（mm×mm）AB、CD跨BC跨3.0250×4003.0250×500（kN/m）（kN/m）（kN/m）（1010）（1010）1．95（1010）2.602.6060001.301.3324001.672.503.343.2纵梁的线刚度计算(如下表)

类别Ec（104）（kN/m2）纵梁3.0300×6005.407200b×h（mm×mm）Io（109）（m4）计算长度l（m）线刚度ib（kN/m）（1010）2.253.384.501.5ib（1010）2.0ib（1010）3.3柱的线刚度计算(如下表)

层次Ec（104）（kN/m2）底层其他层3.03.0500×500500×4005.215.21470036003.334.34b×h（mm×mm）Io（109）（m4）计算高度l（m）线刚度ib（1010）3.4各层横向侧移刚度计算（D值法）

3．4．1底层

3．4．1．1边框架A-1、D-1、A-8、D-8（4根）

K=ib/ic=1.95/3.33=0.586

0.5?Kα==0.42

2?K3．331．95D=

12ic?h

2

=7598

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3．4．1．2边框架中柱B-1、C-1、B-8、C-8（4根）

K=

(2.50?1.95)?2=1.025

4.34?2第5页共91页

2.501.951.025α==0.3392?1.0254.342.501.950.339?12?4.34?1010D==1362323600

3．4．1．3中框架边柱A-2~A-7、D-2~D-7（12根）

2.60=0.604.340.60α==0.2312?0.60K=

2.604.342.600.231?12?4.34?1010D==9283

36002

3．4．1．4中框架中柱B-2~B-7、C-2~C-7（12根）

(3.34?2.60)?2K==1.369

4.34?22.501.954.342.501.95α=

1.369=0.406

2?1.3690.406?12?4.34?1010D==1631523600则2~5层的总的侧移刚度∑D2~5=7394×4+13623×4+9283×12+16315×12

=391244kN/m

由此可知各层的侧移刚度如下表：

层次∑D则

底层301368=

301368=0.77>0.7,故为规则框架。

3912442~5层391244?D?D12

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4重力荷载代表值的计算

4.1荷载查询

4.1.1屋面永久荷载标准值(不上人)

20厚细石混凝土保护层22×0.2=0.44kN/m2三元乙丙防水卷材0.4kN/m220厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/m2第6页共91页

150厚水泥蛭石保温层100厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计4.1.21~4层楼面

水磨石地面100厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计4.1.3屋面及楼面活荷载标准值

不上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值:

1、办公室、卫生间、会议室2、餐厅、资料室、走道屋面雪荷载标准值4.1.4其他

梁柱密度加气混凝土空心填充砌块木门铁门铝合金窗水磨石贴面抹灰5×0.15=0.75kN/m225×0.1=2.5kN/m20.25kN/m24.74kN/m20.65kN/m225×0.1=2.5kN/m20.25kN/m23.40kN/m20.50kN/m22.0kN/m22.5kN/m20.65kN/m225kN/m37.5kN/m30.2kN/m20.4kN/m20.4kN/m20.5kN/m217kN/m3本科毕业设计说明书（论文）

4.2重力荷载代表值的计算

4.2.1底层4.2.1.1梁、柱

梁柱的重力计算如下表：

层次1构件边横梁中横梁次梁纵梁柱2~5边横梁中横梁次梁纵梁柱b（m）h/mγ（kN/m3）0.250.250.250.30.50.250.250.250.30.50.50.40.40.60.50.50.40.40.60.525252525252525252525β1.051.051.051.051.101.051.051.051.051.10g（kN/m）l（m）n3.2812.6252.6254.7256.8753.2812.6252.6254.7256.8755.51.95.56.74.75.51.95.56.73.6168142832168142832第7页共91页

Gi（kN）∑G（ikN）288.72839.9202.125886.411034288.7839.9202.125886.4179279210341417.161417.16

4.2.1.2内外填充墙重的计算4.2.1.2.1横墙

AB、CD跨：墙厚200mm，计算长度6000-500=5500mm，计算高度

4700-500=4200mm单跨体积：0.2×5.5×4.2=4.64m3单跨重量：4.62×7.5=34.65kN数量：13

粉刷+贴面=0.02×5.5×4.2×17×(4×1+9×2)+0.5×5.5×4.2×4=218.99kN

总重:：34.65×13+218.99=669.44kN

BC跨：墙厚200mm，计算长度2400-500=1900mm，计算高度4700-400=4300mm扣除门窗总重为=(2×1.9×4.3-1.2×2.1-1.8×2.4)×0.2×7.5=14.25kN

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=7.98kN

总重=14.25+7.98=22.23kN

第8页共91页

粉刷+贴面=(1.9×4.3-1.2×2.1)×(0.02×17+0.5)+(1.9×4.3-1.8×2.4)×(0.02×17+0.5)

隔墙：墙厚200mm，计算长度6000+50×2=6100mm，计算高度4700-400=4300mm单跨体积：0.2×6.1×4.3=5.25m3单跨重量：5.25×7.5=39.375kN数量：5(卫生间按2道墙计算)总重：39.375×5=196.88kN

粉刷=0.02×6.1×4.3×17×5×2

=89.18kN

扣除门洞及粉刷=2.1×0.02×5×7.5+2.1×0.02×17×5×2=22.89kN总重=196.88+89.18-22.89

=263.17kN

则横墙总重=669.44+22.23+263.17=954.84kN4.2.1.2.2纵墙

计算长度=7200-500=6700mm，计算高度=4700-600=4100mm单跨体积：0.2×4.1×6.7=5.49m3单跨重量：5.49×7.5=41.21kN数量：28

总重：41.21×28=1153.88kN

粉刷+贴面=4.1×6.7×0.02×17×(14×2+14)+4.1×6.7×0.5×14=584.56kN

扣除门窗洞后总重：(4.1×0.2×7.5+4.1×0.02×17)×(2+3.85+7+3.25)

+(1×2.1×0.2×7.5+1×2.1×0.02×17×2)×16+(3.6×2.4×0.2×7.5+3.6×2.4×0.02×17×2)+(1.8×2.1×0.2×7.5+1.8×2.1×0.02×17×2)×22+(1.2×2.1×0.2×7.5+1.2×2.1×0.02×17×2)×2+(1.8×1.2×0.2×7.5+1.8×1.2×0.02×17×2)×2

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=437.69kN

总重=1153.88+584.56-437.69

=1300.75kN

4.2.1.2.3窗户计算

卫生间办公室：1.8m×2.1m单个重量：1.512kN数量：22保存间：1.2m×2.1m单个重量：1.008kN数量：2

楼梯间：1.8m×1.2m单个重量：0.864kN数量：2

总重=1.512×22+1.008×2+0.864×2

=37.01kN

4.2.1.2.4门重计算

木门：1m×2.1m自重：0.2kN/m2重量：0.42kN数量：19钢门：3.6m×2.4m自重：0.4kN/m2重量：3.460.42kN数量：1

钢门：1.8m×2.4m自重：0.4kN/m2重量：1.730.42kN数量：1总重=0.42×19+3.46+1.73

=13.17kN

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4.2.1.2.5楼板恒载活载计算(楼梯间按楼板计算)

面积=(3.6-0.125)×(6-0.1)×4+(3.6-0.5)×(6-0.1)×24

+(2.4-0.5)×(7.2-0.125)×2+(2.4-0.5)×(7.2-0.25)×5

=649.28m2

恒载=3.40×649.28=2207.55kN活载=2.0×649.28=1298.56kN4.2.2标准层(2~4层)4.2.2.1横墙

第10页共91页

AB、CD跨：墙厚200mm，计算长度6000-500=5500mm，计算高度

3600-500=3100mm单跨体积：0.2×5.5×3.1=3.41m3单跨重量：3.41×7.5=25.58kN数量：16

粉刷+贴面=0.02×5.5×3.1×17×(4×1+12×2)+0.5×5.5×3.1×4=196.42kN

总重：25.58×16+196.42=605.7kN

BC跨：墙厚200mm，计算长度2400-500=1900mm，计算高度3600-400=3200mm扣除门窗总重为=(1.9×3.2-1.2×2.1)×0.2×7.5=10.68kN

粉刷+贴面=(1.9×3.2-1.2×2.1)×2×(0.02×17+0.5)=2.99kN总重=10.68+2.99=13.67kN

隔墙：墙厚200mm，计算长度6000+50×2=6100mm，计算高度3600-400=3200mm单跨体积：0.2×6.1×3.2=3.90m3单跨重量：3.90×7.5=29.25kN数量：4(卫生间按2道墙计算)总重：29.25×4=117kN

粉刷=0.02×6.1×3.2×17×4×2

=53.09kN

扣除门洞及粉刷=2.1×1×0.2×2×7.5+2.1×0.02×17×2×2=9.16kN

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总重=117+53.09-9.16

=160.93kN

则横墙总重=605.7+13.67+160.93=780.3kN4.2.2.2纵墙

计算长度=7200-500=6700mm，计算高度=3600-600=3000mm单跨体积：0.2×6.7×3=4.02m3单跨重量：4.02×7.5=30.15kN数量：28

总重：30.15×28=1153.88kN

粉刷+贴面=3×6.7×0.02×17×(14×2+14)+3×6.7×0.5×14=427.73kN

扣除门窗洞后总重：(3×0.2×7.5+3×0.02×17)×(2+3.85+3.25)

+(1×2.1×0.2×7.5+1×2.1×0.02×17×2)×24+(1.8×2.1×0.2×7.5+1.8×2.1×0.02×17×2)

第11页共91页

+(1.2×2.1×0.2×7.5+1.2×2.1×0.02×17×2)×2+(1.8×1.2×0.2×7.5+1.8×1.2×0.02×17×2)×2=387.57kN

总重=844.2+427.73-387.57

=884.36kN

4.2.2.3窗户计算

卫生间办公室：1.8m×2.1m单个重量：1.512kN数量：24保存间：1.2m×2.1m单个重量：1.008kN数量：2

楼梯间：1.8m×1.2m单个重量：0.864kN

数量：2

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总重=1.512×24+1.008×2+0.864×2

=40.03kN

4.2.2.4门重计算木门：1m×2.1m自重：0.2kN/m2重量：0.42kN数量：26总重=0.42×26

=10.92kN

4.2.2.5楼板恒载活载计算(楼梯间按楼板计算)面积=(3.6-0.125)×(6-0.1)×4+(3.6-0.5)×(6-0.1)×24+(2.4-0.5)×(7.2-0.125)×2+(2.4-0.5)×(7.2-0.25)×5=649.28m2

恒载=3.40×649.28=2207.55kN活载=2.0×649.28=1298.56kN4.2.3顶层4.2.3.1横墙

第12页共91页

AB、CD跨：墙厚200mm，计算长度6000-500=5500mm，计算高度

3600-500=3100mm单跨体积：0.2×5.5×3.1=3.41m3单跨重量：3.41×7.5=25.58kN数量:：14

粉刷+贴面=0.02×5.5×3.1×17×(4×1+10×2)+0.5×5.5×3.1×4=173.23kN

总重：25.58×14+173.23=631.35kN

BC跨：墙厚200mm，计算长度2400-500=1900mm，计算高度3600-400=3200mm扣除门窗总重为=(1.9×3.2-1.2×2.1)×0.2×7.5=10.68kN

粉刷+贴面=(1.9×3.2-1.2×2.1)×2×(0.02×17+0.5)

=2.99kN

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总重=10.68+2.99=13.67kN

第13页共91页

隔墙：墙厚200mm，计算长度6000+50×2=6100mm，计算高度3600-400=3200mm单跨体积：0.2×6.1×3.2=3.90m3单跨重量：3.90×7.5=29.25kN数量：4(卫生间按2道墙计算)总重：29.25×4=117kN

粉刷=0.02×6.1×3.2×17×4×2

=53.09kN

扣除门洞及粉刷=2.1×1×0.2×2×7.5+2.1×0.02×17×2×2=9.16kN

总重=117+53.09-9.16

=160.93kN

则横墙总重=531.35+13.67+160.93=705.95kN4.2.3.2纵墙

计算长度=7200-500=6700mm，计算高度=3600-600=3000mm单跨体积：0.2×6.7×3=4.02m3单跨重量：4.02×7.5=30.15kN数量：28

总重：30.15×28=1153.88kN

粉刷+贴面=3×6.7×0.02×17×(14×2+14)+3×6.7×0.5×14=427.73kN

扣除门窗洞后总重：(3×0.2×7.5+3×0.02×17)×(2+3.85+3.25)

+(1×2.1×0.2×7.5+1×2.1×0.02×17×2)×24+(1.8×2.1×0.2×7.5+1.8×2.1×0.02×17×2)+(1.2×2.1×0.2×7.5+1.2×2.1×0.02×17×2)×2+(1.8×1.2×0.2×7.5+1.8×1.2×0.02×17×2)×2=387.57kN

总重=844.2+427.73-387.57

=884.36kN

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4.2.3.3窗户计算

卫生间办公室：1.8m×2.1m单个重量：1.512kN数量：24保存间：1.2m×2.1m单个重量：1.008kN数量：2

楼梯间：1.8m×1.2m单个重量：0.864kN数量：2

总重=1.512×24+1.008×2+0.864×2

=40.03kN

4.2.3.4门重计算木门：1m×2.1m自重：0.2m2重量：0.42kN数量：20总重=0.42×20

=8.4kN

4.2.3.5楼板恒载活载计算(楼梯间按楼板计算)面积=(3.6-0.125)×(6-0.1)×4+(3.6-0.5)×(6-0.1)×24+(2.4-0.5)×(7.2-0.125)×2+(2.4-0.5)×(7.2-0.25)×5=649.28m2

恒载=4.74×649.28=3077.59kN活载=0.65×649.28=422.03kN4.2.3.6女儿墙的计算

第14页共91页

墙厚200mm，计算长度2×（50.4+0.5+14.4）=130.6m，计算高度1000mm

重量：1×0.2×130.6×7.5=195.9kN

水磨石贴面：(2×1×130.6+0.2×130.6)×0.5=143.66kN总重=195.9+143.66=339.56kN

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4.2.4总结

综上计算结果可得出各层重力为：G1=1417.16+2207.55+0.5×1298.56

第15页共91页

+[(1034+954.84+1300.75+37.01+13.17)+(792+780.3+884.36+40.03+10.92)]/2=1417.16+2207.55+649.28+2923.69=7197.68kN

G2=G3=1417.16+2207.55+0.5×1298.56

+[(792+780.3+884.36+40.03+10.92)×2]/2

=1417.16+2207.55+649.28+2507.61=6781.60kN

G4=1417.16+2207.55+0.5×1298.56

+[(705.95+884.36+40.03+8.4+792)+(792+780.3+884.36+40.03+10.92)]/2=1417.16+2207.55+649.28+2469.18=6743.17kN

G5=1417.16+3077.59+0.5×422.03

+[(705.95+884.36+40.03+8.4+792)]/2+339.56=1417.16+3077.59+211.02+1215.37+339.56=6260.7kN

各层重力示意图如下

G1=7197.68kNG2=6781.60kNG3=6781.60kNG4=6743.17kNG5=6260.70kN

本科毕业设计说明书（论文）

5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

5.1自振周期计算

假想顶点侧移uT，计算结果列于下表：

层次Gi（kN）∑Gi（kN）∑Di（kN/m）ui-ui-1第16页共91页

G?=（m）D?iui（m）54321

6260.76743.176781.606781.607197.686260.1713003.8719785.4726567.0733764.7539.124439.124439.124439.124430.13680.0160.0330.0510.0680.1120.280.2640.2310.180.112结构基本自振周期考虑非结构墙影响的折减系数α0=0.6T1=1.7α0UT=1.7×0.6×0.28=0.54(s)

5.2水平地震作用及楼层剪力的计算

本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：5.2.1结构等效总重力荷载代表值计算

Geq=0.85∑Gi=0.85×33764.75=28700.04kN5.2.2计算水平地震影响系数α1

查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s，设防烈度为7度则αmax=0.08,α1=(TgT10.9)αmax

α1=(0.35)0.540.9×0.08=0.054

5.2.3计算水平地震影响系数FEK

FEK=α1Geq=0.054×28700.04=1549.80kN

本科毕业设计说明书（论文）

加地震作用系数δn=0.08T1+0.07=0.1132sΔFEK=δnFEK=0.1132×1549.80=175.44kN

各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=

第17页共91页

由于T1=0.54s>1.4Tg=1.4×0.35=0.49s，所以应考虑顶部附加水平地震作用顶部附

GiHi?GHjj?1nFEK(1-δn)

j?GHjj?1nj=7197.68×4.7+6781.60×8.3+6781.60×11.9+6743.17×15.55+6260.17×19.1=394915.92kN·m

1-δn=1-0.1132=0.8868计算结果如下表：

层次54321∑Hi（m）19.115.511.98.34.7Gi（kN）6260.76743.176781.606781.607197.68GiHi（kN·m）119579.37104519.1480701.1456287.2833829.10394915.92GiHi/∑GiHi0.3030.2650.2040.1430.085Fi（kN）416.43364.21280.37196.53116.82Vi（kN）591.87956.081236.451432.981549.8

5.3框架各层地震力及弹性位移

计算结果列于下表：

层次543213.63.63.63.64.719.115.511.98.34.76260.7591.87391244391244h（H（G（V（D（Δui=Vi/Diim）im）ikN）ikN）ikN/m）（m）0.1510.2440.3160.3660.5141/23841/14751/11391/9841/914Δui/hi最大层间位移发生在第一层1/914

本科毕业设计说明书（论文）

第21页共91页

35.3835.3824.5656.1131.55

89.5847.53111.7964.2686.96112.4187.50112.9528.5886.6858.1069.4898.6660.0789.2515.1668.2353.0732.7465.3450.8683.46

58.1468.53102.47102.19115.08126.67

133.01

161.62弯矩图

本科毕业设计说明书（论文）

+14.04-9.99-26.29-9.99第22页共91页

+24.68+24.68

+39.87+22.68+39.87

-26.03-74.38-26.03+29.34+51.56

-33.22-93.68+51.56-33.22+34.0+59.76

+42.88-36.04-95.9+59.76

-36.04+56.19

剪力图

+56.19

+42.88+34.0+29.34

+22.68

-19.85-54.45-19.85+14.04

-89.09-55.87-9.99-29.84-50.9-159.71-99.25-16.3+159.71+99.25+50.9+16.3+89.09+55.87+29.84+9.99

-125.13

-219.57本科毕业设计说明书（论文）

轴力图

+219.57第23页共91页

+125.13本科毕业设计说明书（论文）

6竖向荷载作用下框架结构的内力计算

6.1计算单元的选取确定

取⑤轴线横向框架进行计算，简图如下所示：

D第24页共91页

6.2荷载计算

6.2.1恒载作用下柱的内力计算

恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：

6.2.1.1对于第五层

600024006000ACB3600436005360036006P1q2P2′q2P2q2P1Aq1′Bq1Cq1D6000

24006000q1、q1'代表横梁自重，为均布荷载形状q1=0.25×0.5×25=3.125kN/m0.4×25=2.5kN/mq1'=0.25×

本科毕业设计说明书（论文）

q2=4.74×3.6=17.064kN/m

'=4.74×2.4=11.376kN/mq2第25页共91页

'q2、q2分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载

P1、P2分别为由纵梁中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁的自重，楼板自重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：

P1=(3.6×1.8+

6?2.4×1.8)×4.74+4.725×7.2+2.625×6.0/2+18.722=66.55+34.02+7.86+18.72=127.15kN

女儿墙重:墙体+贴面=1.0×7.5×0.2×7.2+(7.2×1×1.2+0.2×7.2)×0.5=10.8+7.92=18.72kNP2=(3.6×1.8+

6?2.43.6?2.4?1.2?2)××1.8+4.74+4.725×7.2+2.625×6.0/222=100.68+34.02+7.86=142.56kN6.2.1.2对于1~4层

q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，计算结果如下：q1=3.125+2.18×(3.6-0.5)=9.88kN/m0.4×25=2.5kN/mq1'=0.25×

内墙为200厚加气混凝土空心砌块，两侧均为20厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为

7.5×0.2+17×0.02×2=2.18kN/m2q2=3.4×3.6=12.24kN/m

'=3.4×2.4=8.16kN/mq2P1=(3.6×1.8+

6?2.4×1.8)×3.4+4.725×7.2+2.625×6.0/2+22.34×[(7.2-0.45)×(3.6-0.6)-1.8×2.1×2]+0.4×1.8×2.1×2=47.74+34.02+7.86+29.70+3.02=122.34kN

外墙:外面水磨石墙面，内侧20厚抹灰

本科毕业设计说明书（论文）

0.5+7.5×0.2+17×0.02=2.34kN/m2P2=(3.6×1.8+

6?2.43.6?2.4×1.8+×1.2×2)×3.4+4.725×7.2+

22第26页共91页

2.625×6.0/2+2.18×(7.2-0.45)×(3.6-0.6)

=72.22+34.02+7.86+44.15=158.25kN6.2.2活荷载计算

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下所示：

6.2.2.1对于第五层

P1q2P2q′2P2q2P1Aq1′Bq1Cq1D600024006000q2=3.6×0.65=2.34kN/m

'=2.4×0.65=1.56kN/mq2P1=(3.6×1.8+=9.13kN

P2=(3.6×1.8+=13.81kN

6?2.4×1.8)×0.6526?2.43.6?2.4×1.8+×1.2×2)×0.65

226.2.2.2对于第五层

q2=3.6×2=7.2kN/m

'=3.6×2=7.2kN/mq2

P1=(3.6×1.8+=28.08kN

6?2.4×1.8)×22本科毕业设计说明书（论文）

P2=(3.6×1.8+=28.08+18=46.08kN

将计算结果汇总如下表：

横向框架恒载汇总表

层次q1（kN/m）51~43.1259.88第27页共91页

6?2.43.6?2.4×1.8)×2+×1.2×2×2.5

22q1'（kN/m）2.52.5q2（kN/m）17.06412.24'q2P1（kN）127.15122.34P2（kN）142.56158.25（kN/m）11.3768.16

横向框架活载汇总表

层次q2（kN/m）'q2P1（kN）P2（kN）（kN/m）51~42.347.21.5669.1328.0813.8146.08

本科毕业设计说明书（论文）

6.3.1顶层

恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：

17.06417.06411.37615.78C53.125D5A53.91B4′C4′D4′A4′B53.91B4′第28页共91页

6.3恒荷载作用下各层框架梁的内力计算(采用分层法计算)

A57.61C53.91C4′15.78D53.91D4′3.125B52.5A4′

600024006000600024006000把梯形荷载转化为等效荷载：

?=g边+(1-2α2+α3)q2=17.58kN/mg边?=g中+5q2/8=2.5+5×11.376/8=9.61kN/mg中各杆的固端弯矩为：

边跨MB5A5=-MA5B5=ql2/12=17.58×36/12=52.74kN·m中跨MB5E=-ql2/3=-9.61×1.44/3=-4.61kN·m1.44/6=-2.31kN·mMEB5=-ql2/6=-9.61×

由于结构对称取1/2框架应用力矩分派法计算：计算各节点的弯矩分派系数：

3.91＝0.6?AB=0.4

54553.91?2.602.6B5?BA=＝0.32

553.91?2.6?3.34?0.53.34?0.5＝0.20?BB?=0.48?B5E=

543.91?2.6?3.34?0.5节点A5?AA?=

本科毕业设计说明书（论文）

6.3.22~4层

A5′10.551.8812.43第29页共91页

0.60.4-52.7431.6421.10-9.395.633.7637.27-37.270.320.480.2052.74-4.6110.55-18.78-28.17-11.731.88-0.60-0.90-0.3845.79-29.07-16.72-9.39-0.3-9.69E12.24B5′8.16C5′12.24D5′20.257.60EA49.88B42.5C49.88D4A3′

B3′C3′D3′?=g边+(1-2α2+α3)q2=9.88+10.37=20.25kN·mg边?=g中+5q2/8=2.5+5×8.16/8=7.6kN·mg中各杆的固端弯矩为：

边跨MB4A4=-MA4B4=ql2/12=20.25×36/12=60.75kN·m中跨MB4E=-ql2/3=-7.6×1.44/3=-3.56kN·m1.44/6=-1.83kN·mMEB4=-ql2/6=-9.61×

由于结构对称取1/2框架应用力矩分派法计算：计算各节点的弯矩分派系数：

3.91＝0.375?AB=0.4

45443.91?3.91?2.603.91B4?BB?＝?BB?＝＝0.324

45433.91?3.91?2.6?3.34?0.52.60＝0.215?B4E=0.137?AB=

443.91?3.91?2.6?3.34?0.5节点A4?AA?=

本科毕业设计说明书（论文）

7.590.878.46第30页共91页

-6.99-0.09-7.0822.782.6125.39-60.7515.19-6.961.74-50.7860.757.60-13.910.87-0.1955.12-20.96-0.28-21.240.2150.3240.3240.137-3.65-20.96-8.87-0.28-0.12-21.24-12.64-6.99-0.09-7.080.3750.3750.25E22.78

2.6125.39

6.3.3底层

7.590.878.46荷载同标准层,底层柱线刚度不乘0.9计算各节点的弯矩分派系数：节点A1?AA?=

123.912.60＝0.4?AB=＝0.26

113.91?3.33?2.603.91?3.33?2.60?A1A＝0.34B1?BA＝

2.60＝0.23

113.91?3.33?2.60?3.34?0.53.91＝0.34?BB?＝

123.91?3.33?2.60?3.34?0.53.33?BB=＝0.2913.91?3.33?2.6?3.34?0.51?BE=0.14

本科毕业设计说明书（论文）

8.101.009.10第31页共91页

-7.37-0.11-7.48

24.303.0027.300.4

-22.10-0.33-22.430.260.230.3460.757.90-14.950.97-0.2254.450.290.14-3.65-18.85-9.10-0.28-0.14-19.13-12.89-9.43-0.14-9.570.34E-60.7520.6515.80-7.482.541.9423.19-50.4910.331.2711.606.4活荷载作用下框架内力的计算6.4.1顶层

荷载分布如下：2.341.56B5C52.341.98D5A53.91B53.91B4′0.98EA5A4′

B4′C4′D4′A4′?=g边+(1-2α2+α3)q2==1.98kN·mg边?=g中+5q2/8=0+5×1.56/8=0.98kN·mg中各杆的固端弯矩为：

边跨MB5A5=-MA5B5=ql2/12=1.98×36/12=5.94kN·m

本科毕业设计说明书（论文）

中跨MB5E=-ql2/3=-0.98×1.44/3=-0.47kN·mmMEB5=-ql2/6=-0.24kN·计算各节点的弯矩分派系数：

第32页共91页

3.91＝0.6?AB=0.4

54553.91?2.602.6B5?BA=＝0.32

553.91?2.6?3.34?0.53.34?0.5＝0.20?BB?=0.48?B5E=

543.91?2.6?3.34?0.5节点A5?AA?=

0.60.4-5.943.562.38-1.070.640.434.20-4.200.320.480.205.94-0.471.19-2.13-3.20-1.330.22-0.07-0.11-0.045.15-3.31-1.84-1.07-0.04-1.11E

1.190.211.40

6.4.22~4层

A5′B5′7.26.0B4C4C5′7.2D5′6.103.75ED4A4A3′B3′C3′D3′?=g边+(1-2α2+α3)q2=6.10kN·mg边?=g中+5q2/8=5×6/8=3.76kN·mg中各杆的固端弯矩为：

边跨MB4A4=-MA4B4=ql2/12=6.10×36/12=18.3kN·m

本科毕业设计说明书（论文）

中跨MB4E=-ql2/3=-3.75×1.44/3=-1.8kN·mmMEB4=-ql2/6=-0.9kN·

由于结构对称取1/2框架应用力矩分派法计算：计算各节点的弯矩分派系数：

第33页共91页

3.91＝0.375?AB=0.4

45443.91?3.91?2.603.91B4?BB?＝?BB?＝＝0.324

45433.91?3.91?2.6?3.34?0.52.60＝0.215?B4E=0.137?AB=

443.91?3.91?2.6?3.34?0.5节点A4?AA?=

2.290.252.54

-2.03-0.03-2.066.860.767.62

-6.09-0.08-6.170.2150.3240.3240.13718.32.29-4.040.25-0.0516.75-1.80-6.09-0.08-6.17-2.03-0.03-2.06-2.57-0.04-4.410.3750.3750.25-18.3

6.864.58-2.02

0.500.767.62-15.24

E

2.290.252.54

本科毕业设计说明书（论文）

6.4.3底层

荷载同标准层,底层柱线刚度不乘0.9

计算各节点的弯矩分派系数：节点A1?AA?=

12第34页共91页

6.103.75E3.912.60＝0.4?AB=＝0.26

113.91?3.33?2.603.91?3.33?2.60?A1A＝0.34B1?BA＝

2.60＝0.23

113.91?3.33?2.60?3.34?0.53.91＝0.34?BB?＝

123.91?3.33?2.60?3.34?0.53.33?BB=＝0.2913.91?3.33?2.6?3.34?0.5?BE=0.14

12.440.292.73

-2.14-0.03-2.177.320.878.190.40.34

0.26-6.42-0.10-6.520.230.3418.32.38-4.340.28-0.0616.560.290.14-1.80-5.48-0.08-5.56-2.74-0.04-2.78-2.64-0.04-4.48E-18.36.224.76-2.170.740.566.96-15.15

3.110.373.48本科毕业设计说明书（论文）

6.5恒荷载作用下的弯矩图

40.6548.0615.3140.65第35页共91页

32.7556.0158.7310.34

11.69.5752.6920.3132.3827.155.1627.927.55526.0229.9925.522.8958.7610.727.523.7323.7358.2511.0527.2623.62456.0811.917.08

本科毕业设计说明书（论文）

6.6活荷载作用下的弯矩图

5.225.811.435.22第36页共91页

4.3816.228.6817.433.987.546.257.216.58.2517.643.848.256.96.916.558.3717.663.848.186.866.9715.816.19.717.8817.034.194.963.482.786.7节点不平衡弯矩的再分派

由于柱端弯矩按1/3传递系数传递到远端(底层按1/2传递)柱端弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和，此时原来已经平衡的节点弯矩由于参与了新的弯矩而不再平

本科毕业设计说明书（论文）

衡，应将此不平衡弯矩再分派，计算过程见下表：

恒荷载不平衡弯矩再分派计算表

层次5轴线号杆件号分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩4分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩3分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩2分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩1分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩0.37525.3912.43-7.8329.990.37525.398.46-6.3527.50.37525.398.46-6.5927.260.427.38.46-3.3832.38上柱A下柱0.637.278.46-5.0840.650.37525.398.46-7.8326.020.37525.398.46-6.3527.50.37525.399.10-6.5927.90.3423.19-2.8820.31右梁0.4-37.27-3.38-40.650.25-50.78-5.23-56.010.25-50.78-4.22-550.25-50.78-4.38-55.160.26-50.49-2.2-52.69左梁0.3245.792.2748.060.21555.123.6158.730.21555.123.0458.160.21555.123.1358.250.2354.451.6356.080.324-21.24-9.695.43-25.50.324-21.24-7.084.59-23.730.324-21.24-7.084.72-23.60.34-22.43-7.082.41-27.1上柱第37页共91页

B下柱0.48-29.07-7.083.40-32.750.324-21.24-7.085.43-22.890.324-21.44-7.084.59-23.730.324-21.24-7.484.72-240.29-19.132.05-17.08右梁0.2-16.721.41-15.310.137-12.642.3-10.340.137-12.641.94-10.70.137-12.641.59-11.050.14-12.890.99-11.9

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活荷载不平衡弯矩再分派计算表

层次5轴线号杆件号分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩4分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩3分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩2分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩1分派系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分派结果弯矩0.3757.621.4-1.487.540.3757.622.54-1.918.250.3757.622.54-1.988.180.48.192.54-1.029.71上柱A下柱0.64.22.54-1.525.220.3757.622.54-1.488.680.3757.622.54-1.918.250.3757.622.73-1.988.370.346.96-0.866.1右梁0.4-4.2-1.02-5.220.25-15.24-0.98-16.220.25-15.24-1.26-16.50.25-15.24-1.31-16.550.26-15.15-0.66-15.81左梁0.325.150.665.810.21516.750.6817.430.21516.750.8917.640.21516.750.9117.660.230.2316.560.4717.030.324-6.17-1.111.03-6.250.324-6.17-2.061.33-6.90.324-6.17-2.061.37-6.860.34-6.52-2.060.70-7.88上柱第38页共91页

B下柱0.48-3.31-2.060.99-4.380.324-6.17-2.061.03-7.20.324-6.17-2.061.33-6.90.324-6.17-2.171.37-6.970.29-5.560.60-4.96右梁0.2-1.840.41-1.430.137-4.410.43-3.980.137-4.410.57-3.840.137-4.410.58-3.830.14-4.480.29-4.19

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6.8梁剪力及柱轴力计算6.8.1梁端剪力

M左?M右1V?Vq?Vm?ql?

2l第39页共91页

其中：Vq表示由荷载引起的剪力；Vm表示由弯矩引起的剪力

6.8.2柱轴力

N=V+P

其中：V表示梁端剪力；P表示节点集中力及柱自重

恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算表

层荷载引起剪力次ABVA＝VB5432152.7460.7560.7560.7560.75BCVB＝VC11.539.129.129.129.12弯矩引起剪力ABVA＝-VB-1.24-0.45-0.53-0.52-0.57BCVB＝VC00000总剪力AB跨VAVB柱轴力BC跨A柱VB＝VC51.5053.9811.560.3061.209.1260.2261.289.1260.2361.279.1260.1861.329.12178.65386.04593.35801.71203.4410.79618.1826.46208.07232.82461.39486.14714.79739.54968.18992.93N顶N底B柱N顶N底1008.981041.291221.61253.9

活荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算表

层荷载引起剪力次ABVA＝VB543215.9418.318.318.318.3BCVB＝VC1.184.54.54.54.5弯矩引起剪力ABVA＝-VB-0.1-0.2-0.19-0.19-0.2BCVB＝VC000005.8418.16.0418.5总剪力AB跨VAVB柱轴力BC跨A柱VB＝VC1.184.514.9785.939.7221.0345.78N顶N底B柱N顶N底110.65114.86139.6118.1118.494.518.1118.494.518.118.54.5156.84181.59208.68233.43227.78252.53302.5327.25298.71331.02396.33428.64本科毕业设计说明书（论文）

6.9竖向荷载作用下求解跨中弯矩计算公式的推导6.9.1梯形荷载作用下

M跨中＝VAVAlMAAq1BVBalq2al第40页共91页

MBaqll2alllll1l?MA?2(?)?q1??q2(?al)??(?al)222324222＝3VA－MA－4.5q1-2.34q2MB=0VAl?MB?MA?aq2l2laql2l(l?al)?q1l?2?al?q2(l?2al)2322326VA?MB?MA?18q1?12.6q2

则VA?MA?MB?3q1?2.1q266.9.2三角形荷载作用下

M跨中＝VBMBBVBMCq2q1CVClllll11l?MB?q1??q2????2242232?1.2VB?MB?0.72q1?0.24q2MB=0VBl?MC?MB?q2l1l1ll12ll?(??)?q2????q1l?22232223222.4VB?MC?MB?2.88q1?1.44q2

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VB?MB?MC?1.2q1?0.6q22.4第41页共91页

6.9.3实际荷载作用下的跨中弯矩计算表(公式见上6.9节)

类别项边跨梁目MA层次恒5荷4载3作2用1活5荷4载3作2用140.6548.063.12517.06443.9737.2815.3115.312.511.3769.83-8.0456.0158.739.885558.169.8812.2412.2412.2412.242.347.27.27.27.254.8935.5610.3410.342.58.1654.8236.3510.710.72.58.167.90-4.627.90-4.987.90-5.337.90-6.180.94-0.683.63.63.63.6-1.10-0.96-0.96-1.31MBq1q2VA中跨梁M跨中MBMCq1q2VBM跨中55.1658.259.8852.6956.089.885.225.81054.8336.2311.0511.052.58.1654.7838.5511.94.823.751.4311.91.433.983.843.844.192.58.16000001.56666616.2217.43016.517.64014.9211.693.9814.9311.443.8414.9411.413.8414.9212.094.1916.5517.66015.8117.030注：上表中弯矩单位为kN·m